Standarddokumentenvorlage für das LISA

Arbeitsblatt 3b_Abschätzen der Teilchengrößen eines Silbersols
Ablaufende chemische Prozesse zur Bildung des Silbersols (3a)
Durch das Hydrochinon werden die Silber-Ionen zu Silber reduziert, wobei Protonen entstehen. Je größer die Hydrochinonkonzentration in der Lösung, desto mehr Silberkeime
werden erzeugt. Ist die Citratkonzentration höher als die der Silbernitrat-Lösung (Reagenzglas 1-6), werden die durch die Redoxreaktion gebildeten Protonen „neutralisiert“ und
es bildet sich eine basische Lösung. Die überschüssigen Hydroxid-Ionen lagern sich um
die Silberkeime und laden diese negativ auf. Diese Aufladung verhindert, dass sich die
Silberkeime zu größeren „Klumpen“ (Partikeln) zusammenlagern.
Bei fallender Citratkonzentration stehen dem System nicht mehr so viele Hydroxid-Ionen
zur Verfügung, so dass die ausgebildeten Silberkeime an Größe zunehmen.
Im Versuch kann der Einfluss der Hydroxid-Ionen an einer Farbverschiebung hin zu größerer Wellenlänge beobachtet werden. In dem Sol mit der geringsten Citratkonzentration und
der größten Hydrochinonkonzentration (Reagenzglas 10) sind die Bedingungen für die
Bildung eines kolloidalen Systems nicht mehr ausreichend, was zu einem teilweise Ausflocken von Silber führt, weshalb das Sol verdünnt werden muss, um die Farbeffekte deutlich
zu erkennen.
Bestätigen Sie für drei Streufarben die Zunahme der Silberkeimgrößen.
Verwenden Sie zur Abschätzung der Teilchendurchmesser d die folgende Formel1:
r
3 

4 n
 = Wellenlänge des absorbierten Lichts,
n = Brechungsindex des wässrigen Silbersols, Annahme: n(Wasser)  1,33,
Tragen Sie die berechneten Teilchendurchmesser (d = 2 r) in die Tabelle ein!
RG
Streufarbe
Komplementärfarbe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Hellgelb
Gelb
Orange
Rosa
Violett
Violett
Blau
Blau
Dunkelblau
Dunkelblau
Violett
Violett
Eisblau
Seegrün
Hellgelb
Gelb
Orange
Orange
Helles Rot
Helles Rot
absorbierte
Wellenlänge
420 nm
440 nm
490 nm
510 nm
575 nm
585 nm
590 nm
605 nm
610 nm
630 nm
Teilchendurchmesser
87 nm
91 nm
101 nm
106 nm
119 nm
121 nm
122 nm
124 nm
125 nm
129 nm
Berechnung:
1
W. Ostwald, Licht und Farbe in Kolloiden, Dresden, Verlag v. Th. Steinkopff, 1. Auflage, 1924, S. 260.